JP2007187003A - Fluid delivery device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流通路で流動する流動体を一旦貯留した後に吐出供給する流動体吐出装置に関する。 The present invention relates to a fluid discharge device that discharges and supplies a fluid that flows in a flow passage once.
自動車車体において、内燃機関等のエンジンからの駆動力をタイヤまで伝達する駆動力伝達機構には、回転軸同士の間に等速ジョイントが介装される。一方の回転軸は等速ジョイントを構成するアウタ部材に連結され、他方の回転軸の先端には、前記等速ジョイントを構成するインナ部材が嵌合される。このインナ部材における所定の部位がアウタ部材の開口端部内壁に摺接自在に係合されることにより、前記回転軸同士が変位自在に連結される。 In a vehicle body, a constant velocity joint is interposed between rotating shafts in a driving force transmission mechanism that transmits a driving force from an engine such as an internal combustion engine to a tire. One rotating shaft is connected to an outer member constituting the constant velocity joint, and an inner member constituting the constant velocity joint is fitted to the tip of the other rotating shaft. A predetermined part of the inner member is slidably engaged with the inner wall of the opening end of the outer member, so that the rotating shafts are connected to each other so as to be displaceable.
ここで、アウタ部材の開口端部から回転軸に至るまでは、ゴム製ないし樹脂製の継手用ブーツで覆われる。この継手用ブーツにより、回転軸同士の連結部が雨水や泥、石等から保護される。そして、継手用ブーツ内には、インナ部材がアウタ部材に摺接する際に潤滑性を付与するとともに、前記摺接に伴う摩擦熱を緩和する作用を営むグリースが封入される。 Here, from the opening end of the outer member to the rotation shaft, the outer member is covered with a rubber or resin joint boot. By this joint boot, the connecting portion between the rotating shafts is protected from rainwater, mud, stones and the like. The joint boot is filled with grease that provides lubricity when the inner member is in sliding contact with the outer member, and also acts to reduce frictional heat associated with the sliding contact.
グリースは、継手用ブーツが緊締バンドを介してアウタ部材及び回転軸に緊締される前に継手用ブーツ内に供給される。この際に使用されるグリース供給手段としては、圧搾エアによってグリースを導出するエア式定量吐出装置が広汎に知られている(例えば、特許文献1参照)。 The grease is supplied into the joint boot before the joint boot is fastened to the outer member and the rotating shaft via the fastening band. As the grease supply means used at this time, an air-type fixed discharge device that derives grease by compressed air is widely known (for example, see Patent Document 1).
この種のエア式定量吐出装置では、バレルに貯留されたグリースの吐出が繰り返されてその量が低減すると、前記バレル内に導入される圧搾エアの量が増加してしまう。これに伴いグリースの到達圧力が低下し、その結果、グリースの加圧不足が生じて吐出量が低下するという不具合が起こる。 In this type of air type quantitative discharge device, when the discharge of grease stored in the barrel is repeated and the amount thereof is reduced, the amount of compressed air introduced into the barrel increases. Along with this, the ultimate pressure of the grease is lowered, and as a result, the grease is insufficiently pressurized and the discharge amount is lowered.
このような不具合を解決するべく、特許文献2において、バレルの空気室の容積を補正することが提案されている。すなわち、特許文献2記載の技術では、吐出される液体が減少して液面が下降することに対応し、ピストンを移動させるようにしている。 In order to solve such a problem, Patent Document 2 proposes correcting the volume of the air chamber of the barrel. That is, in the technique described in Patent Document 2, the piston is moved in response to the decrease in the discharged liquid and the drop in the liquid level.
特許文献2記載の技術においては、下降する液面の位置をセンサで検知するようにしている。従って、外乱等によってセンサの検出値が実際の値と異なる値を示した場合、ピストンの移動量に過不足が生じることになる。また、センサが液面の位置を検知してからピストンの移動量が決定されるまでにはタイムラグがあるので、この間に液体が吐出されて液面がさらに下降した場合、ピストンの移動量が不足してしまう。 In the technique described in Patent Document 2, the position of the descending liquid level is detected by a sensor. Therefore, when the detection value of the sensor shows a value different from the actual value due to disturbance or the like, the movement amount of the piston becomes excessive or insufficient. In addition, there is a time lag from when the sensor detects the position of the liquid level until the amount of movement of the piston is determined, so if the liquid level drops further during this time, the amount of movement of the piston is insufficient Resulting in.
このように、従来技術に係る定量吐出装置では、流動体の吐出量を一定とすることが容易ではないという不具合が顕在化している。 As described above, in the quantitative discharge device according to the prior art, the problem that it is not easy to make the discharge amount of the fluid constant is obvious.
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、簡素な構成でありながら流動体を略一定量で吐出することが可能な流動体吐出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a fluid discharge device capable of discharging a fluid in a substantially constant amount with a simple configuration.
前記の目的を達成するために、本発明は、流動体が流動する流通路に介装され、前記流動体を一旦貯留した後に吐出供給する流動体吐出装置であって、
前記流動体を貯留するための容器と、
前記流通路における前記容器への入口側を開閉する第1開閉手段と、
前記流通路における前記容器からの出口側を開閉する第2開閉手段と、
前記第2開閉手段が開放している際に前記容器から前記流動体を吐出させるためのピストンと、
前記ピストンを少なくとも前記流動体を吐出する方向に前進動作させるためのサーボモータと、
前記サーボモータの作用下に回転付勢されるボールねじと、
を有し、
前記ピストンは、前記サーボモータがボールねじを回転付勢した際、前記ボールねじに沿って変位するナットに押圧されることで前進動作して前記流動体を吐出させることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is a fluid discharge device that is interposed in a flow passage through which a fluid flows, and that discharges and supplies the fluid after temporarily storing the fluid,
A container for storing the fluid,
First opening and closing means for opening and closing the inlet side to the container in the flow path;
Second opening and closing means for opening and closing the outlet side from the container in the flow path;
A piston for discharging the fluid from the container when the second opening / closing means is open;
A servomotor for moving the piston forward in at least the direction of discharging the fluid;
A ball screw that is urged to rotate under the action of the servo motor;
Have
When the servomotor urges the ball screw to rotate, the piston moves forward by being pressed by a nut that is displaced along the ball screw to discharge the fluid.
この流動体吐出装置においては、サーボモータの作用下にボールねじが回転付勢され、これに伴って変位するナットにピストンが押圧される結果、容器に導入された流動体が吐出される。従って、サーボモータを介してのボールねじの回転量を制御することにより、ナットの変位量、ひいては流動体の吐出量を制御することが容易となる。サーボモータはこの種の制御が比較的容易であるので、サーボモータを採用したことにより、流動体の容器からの吐出量を略一定に維持することができる。 In this fluid discharge device, the ball screw is urged to rotate under the action of the servomotor, and the piston is pressed against the nut that is displaced along with this, so that the fluid introduced into the container is discharged. Therefore, by controlling the amount of rotation of the ball screw via the servo motor, it becomes easy to control the amount of displacement of the nut and hence the amount of fluid discharged. Since this type of control is relatively easy for the servo motor, the amount of fluid discharged from the container can be maintained substantially constant by employing the servo motor.
ナットの変位量は、容器に導入された流動体の全量が吐出されるように設定する必要は特にない。すなわち、ナットの変位量、換言すれば、ボールねじの回転量を、例えば、流動体の全導入量の80%のみが吐出されるように制御するようにしてもよい。上記したように精度よく制御可能なサーボモータを採用しているので、この場合においても、流動体の容器からの吐出精度が維持される。 There is no particular need to set the displacement amount of the nut so that the entire amount of the fluid introduced into the container is discharged. That is, the amount of displacement of the nut, in other words, the amount of rotation of the ball screw may be controlled so that, for example, only 80% of the total amount of fluid introduced is discharged. Since the servo motor that can be controlled with high accuracy is employed as described above, the accuracy of discharging the fluid from the container is maintained even in this case.
さらに、ピストンとボールねじとを互いに独立して動作可能とし、ピストンを容器に導入された流動体から押圧されてボールねじに臨む方向に指向して後退動作するように構成することが好ましい。この場合、流動体が容器に所定量導入されないときには、ピストンの変位量(後退動作量)が小さくなってボールねじから離間する。この離間を確認することにより、流動体の導入量異常が生じたことを認識することが可能となる。 Furthermore, it is preferable that the piston and the ball screw are operable independently of each other, and the piston is pushed backward from the fluid introduced into the container and directed toward the ball screw. In this case, when the fluid is not introduced into the container by a predetermined amount, the displacement amount (retraction operation amount) of the piston becomes small and is separated from the ball screw. By confirming this separation, it is possible to recognize that an abnormality has occurred in the introduction amount of the fluid.
この場合、前記ナットとピストンとの距離を測定する距離測定手段と、前記距離測定手段によって測定された距離が予め設定された距離以上となった際に警告を発する警告手段とをさらに設けることが好ましい。流動体の導入量異常が生じたことを知覚することが極めて容易となるからである。 In this case, there may be further provided distance measuring means for measuring the distance between the nut and the piston, and warning means for issuing a warning when the distance measured by the distance measuring means is equal to or greater than a preset distance. preferable. This is because it is extremely easy to perceive that an abnormality has occurred in the amount of fluid introduced.
なお、前記流動体の好適な例としてはグリースを挙げることができる。この場合において、吐出された該グリースを受ける部材の好適な例としては、等速ジョイントの一端部を覆う継手用ブーツを挙げることができる。 A preferred example of the fluid is grease. In this case, a preferred example of the member that receives the discharged grease is a joint boot that covers one end of the constant velocity joint.
本発明によれば、サーボモータを介して回転量が所定量に制御されたボールねじの作用下にピストンに所定の押圧力を付与することで、容器内の流動体を吐出するようにしている。このため、ピストンの前進動作量を容易に制御することができ、結局、前記流動体の吐出量を略一定に維持することができる。 According to the present invention, the fluid in the container is discharged by applying a predetermined pressing force to the piston under the action of a ball screw whose rotation amount is controlled to a predetermined amount via a servo motor. . For this reason, the forward movement amount of the piston can be easily controlled, and the discharge amount of the fluid can be maintained substantially constant.
上記の効果は、容器内に導入された流動体の全量を吐出しない場合であっても得ることができる。 The above effect can be obtained even when the entire amount of the fluid introduced into the container is not discharged.
以下、本発明に係る流動体吐出装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the fluid discharge device according to the present invention will be described and described in detail with reference to the accompanying drawings.
本実施の形態に係る流動体吐出装置の概略全体正面図を図1に示す。この流動体吐出装置10は、例えば、等速ジョイントのアウタ部材から回転軸までを覆う継手用ブーツ内にグリースを供給するためのグリース供給ラインに配設される。すなわち、該流動体吐出装置10は、グリースが流動する配管チューブ12、14間に介装される。なお、以下においては、説明の便宜上、配管チューブ12、14のそれぞれを導入チューブ12、吐出チューブ14と表記する。導入チューブ12内を流通するグリースには、所定の流動圧が常時付加されている。
FIG. 1 shows a schematic overall front view of the fluid discharge apparatus according to the present embodiment. The
流動体吐出装置10は、シリンダ容器16を具備する吐出機構18と、開閉手段としての入口側バルブ20及び出口側バルブ22とを有し、これら吐出機構18、入口側バルブ20及び出口側バルブ22は、フレーム24に設けられた支持盤26にステー28によって位置決め固定されている。また、シリンダ容器16と入口側バルブ20、出口側バルブ22の各々との間には、第1中継チューブ30、第2中継チューブ32が橋架されている。
The
さらに、シリンダ容器16には、ピストン34の一端部が挿入されている。このピストン34の他端部には、鍔部35が設けられている。ここで、図1は、ピストン34が予め規定された所定ストロークまで下降した状態を示している。
Furthermore, one end of a
吐出機構18は、ボールねじ用ナット36と、該ボールねじ用ナット36に通されたボールねじ38と、該ボールねじ38を回転付勢するためのサーボモータ40とを有する。ボールねじ用ナット36は、後述するように、サーボモータ40の作用下にボールねじ38が回転付勢・停止することに伴い、該ボールねじ38に案内されながら図1における上下方向に変位する。
The
前記支持盤26において、ボールねじ用ナット36の側方には、鉛直方向に沿って延在する案内レール42a、42bが敷設されている。これら案内レール42a、42bには、前記ボールねじ用ナット36の両側部に連結された係合部材44a、44bが変位自在に係合されている。この係合により、ボールねじ用ナット36が案内レール42a、42bに支持される。
In the
また、ボールねじ用ナット36の略中腹部より下方は、枠部45が形成されることによって中空状に設けられている。これにより、ボールねじ用ナット36の重量が低減されている。また、ボールねじ用ナット36による偏荷重が解消されるので、枠部45の下端面(四面状底面46)の略中央に荷重が集中し、その結果、ピストン34の略中心に押圧力が付与される。
In addition, a lower part of the
そして、前記ピストン34の上端面は、ボールねじ用ナット36の下端面、すなわち、枠部45の四面状底面46に当接している。すなわち、本実施の形態においては、ピストン34はボールねじ用ナット36に連結されていない。
The upper end surface of the
さらに、四面状底面46には渦電流式センサ47が設置されている。この渦電流式センサ47は、後述するように、四面状底面46とピストン34に設けられた鍔部35の上端面との距離を測定する距離測定手段として機能する。
Further, an
なお、支持盤26において、案内レール42bの下端部近傍、及び中腹部より若干上方には、それぞれ、第1磁力センサ48、第2磁力センサ50が位置決め固定されている。
In the
ボールねじ38は、サーボモータ40の回転軸52に連結されている。この連結により、サーボモータ40の作用下にボールねじ38を回転付勢・停止することが可能となる。
The ball screw 38 is connected to the
以上の構成において、サーボモータ40は、前記回転軸52が鉛直下方を臨むようにしてステー28に支持されている。また、サーボモータ40は、図示しない制御回路に電気的に接続されており、該制御回路の制御作用下に付勢・停止される。この制御回路には、渦電流式センサ47、第1磁力センサ48、第2磁力センサ50及び図示しない警告ブザーも電気的に接続されている。
In the above configuration, the
本実施の形態に係る流動体吐出装置10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
The
この流動体吐出装置10へのグリースの供給、及び該流動体吐出装置10からのグリースの吐出は、図1に示す状態から以下のようにして遂行される。すなわち、先ず、シリンダ容器16にグリースを充填するべく、入口側バルブ20が開放される。所定の圧力が付加されて導入チューブ12内を流通し、入口側バルブ20によって堰止されていたグリースは、該入口側バルブ20が開放されることに伴って、第1中継チューブ30を経てシリンダ容器16に導入される。
The supply of the grease to the
この導入に伴い、シリンダ容器16でグリースの界面が上昇し、前記ピストン34を押圧し始める。グリースの導入が続行され、最終的に、グリースのピストン34への押圧力がピストン34のグリースへの押圧力を上回るようになると、ピストン34が上昇、換言すれば、後退動作を開始する。
With this introduction, the interface of grease rises in the
なお、前記サーボモータ40は予め付勢されており、従って、ボールねじ用ナット36は、案内レール42a、42bに案内されながら、ピストン34の上昇速度に対応する速度で図1における上方に変位する。このため、ピストン34の上端面がボールねじ用ナット36の四面状底面46に当接した状態が保たれる。この場合、ピストン34の上昇速度が比較的緩慢であるので、ピストン34の上昇に伴っていわゆる鳴き音が発生することも回避される。また、ピストン34をはじめとする吐出機構18の構成部材の経時劣化を抑制することもできる。
The
この上昇の間、渦電流式センサ47は、ピストン34の鍔部35の上端面と四面状底面46との距離を常時測定し、その結果は、信号として前記制御回路に送られる。
During this rise, the
ここで、グリースが所定量導入されない場合には、ピストン34の上方への変位量(後退動作量)が小さくなる。このため、図2に示すように、ピストン34の上端面がボールねじ用ナット36の四面状底面46から離間する。最終的に、渦電流式センサ47によって測定される鍔部35と四面状底面46との距離が前記制御回路に予め入力された許容限界値以上となると、該制御回路は、前記警告ブザーを作動させる制御信号を発する。作業者は、この警告ブザーの音を知覚することによって、グリースの導入量異常が生じたことを認識することができる。
Here, when a predetermined amount of grease is not introduced, the amount of upward displacement (reverse movement amount) of the
ボールねじ用ナット36が図3に示す所定の位置まで上昇したことによってサーボモータ40が所定量回転すると、該サーボモータ40は、「所定量の回転が終了した」との伝達信号を前記制御回路に発する。これを受けた制御回路は、「所定量のグリースが充填されることに伴い、ピストン34の所定ストロークまでの上昇動作が終了した」と判断し、入口側バルブ20を閉止する制御信号を発する。これにより入口側バルブ20が閉止され、シリンダ容器16へのグリースの供給が停止される。
When the
このように、サーボモータ40が所定量回転したことを検出してグリースの供給を停止するようにしたことにより、略所望量のグリースをシリンダ容器16内に充填することができる。すなわち、本実施の形態によれば、グリースの充填量を略一定に制御することが著しく容易となる。また、グリースの導入量異常が生じたときには、警告ブザーが作動することで作業者が認識することができる。
Thus, by detecting that the
次に、制御回路は、出口側バルブ22を開放する信号を発する。さらに、制御回路は、サーボモータ40の回転付勢力を大きくする制御信号を発し、これによりボールねじ38が順方向に回転付勢される。
Next, the control circuit issues a signal for opening the
これに追従してボールねじ用ナット36が案内レール42a、42bに沿って下降し、その結果、ピストン34が下方に変位、すなわち、前進動作してシリンダ容器16内のグリースを押圧する。押圧されたグリースは、第2中継チューブ32及び出口側バルブ22を経て吐出チューブ14に流通される。勿論、ピストン34が下方に変位する間、鍔部35の上端面に四面状底面46が当接していることが渦電流式センサ47によって検知される。
Following this, the
ピストン34は、サーボモータ40の回転軸52が所定量回転するまで、換言すれば、シリンダ容器16内に充填されたグリースの所定量が導出されるまで下降し、図1に示す状態に戻る。一方、吐出チューブ14の図示しない開口端は、継手用ブーツの内部に挿入されており、従って、吐出チューブ14に導出されたグリースは、継手用ブーツの内部に向けて吐出される。
The
その一方で、回転軸52を所定量回転させたサーボモータ40は、前記制御回路に「ピストン34の所定ストロークまでの下降動作が終了した」との伝達信号を発する。この伝達信号を受けた制御回路は、サーボモータ40の回転付勢力を低減するとともに、出口側バルブ22を閉止する。
On the other hand, the
このように、本実施の形態においては、サーボモータ40の制御作用下にピストン34を変位させるようにしている。これにより、グリースの吐出量を略一定とすることができる。
Thus, in the present embodiment, the
すなわち、本実施の形態に係る流動体吐出装置10によれば、グリースの充填量及び吐出量の双方を略一定に維持することができる。従って、継手用ブーツに向けて吐出されるグリースの量を略一定とすることができる。
That is, according to the
以上の変位動作において、ボールねじ用ナット36が過度に上方に変位し、その所定部位が第2磁力センサ50の設置位置まで到達した場合、その到達を検知した第2磁力センサ50は、前記制御回路に「異常上昇」の信号を発する。逆に、ボールねじ用ナット36が過度に下方に変位し、前記所定部位と同一又は異なる部位が第1磁力センサ48の設置位置まで到達した場合には、第1磁力センサ48が制御回路に「異常下降」の信号を発する。この信号を受けた制御回路は、警告信号を警告ブザーに送る一方、サーボモータ40を強制停止する。
In the above displacement operation, when the
なお、上記した実施の形態においては、流動体としてグリースを例示して説明したが、流動体は特にこれに限定されるものではなく、流動可能なものであればよい。すなわち、液体又は気体であってもよいし、接着剤やスラリー等の粘弾性体であってもよい。 In the above-described embodiment, grease has been described as an example of the fluid. However, the fluid is not particularly limited as long as it can flow. That is, it may be a liquid or a gas, or may be a viscoelastic body such as an adhesive or a slurry.
また、流動体を受ける部材も継手用ブーツに特に限定されるものではない。例えば、接着剤を吐出する場合であれば、接合するワークに向けて接着剤を吐出すればよい。 Further, the member that receives the fluid is not particularly limited to the joint boot. For example, if the adhesive is to be discharged, the adhesive may be discharged toward the workpiece to be joined.
さらに、ピストン34の上端部とボールねじ用ナット36の下端部とを連結するようにしてもよい。この場合、サーボモータ40は、ボールねじ用ナット36を介してピストン34を前進動作させるのみならず、後退動作にも寄与する。この構成においては、シリンダ容器16内に所定量のグリース(流動体)が導入されたことを検知する検知手段、例えば、センサ等を設けるようにすると、所定量を超えるグリース(流動体)がシリンダ容器16内に導入されたりすることや、グリース(流動体)のシリンダ容器16内への導入量が所定量未満となったりすることを確実に回避できるので好適である。
Further, the upper end of the
10…流動体吐出装置 12、14…配管チューブ
16…シリンダ容器 18…吐出機構
20…入口側バルブ 22…出口側バルブ
34…ピストン 35…鍔部
36…ボールねじ用ナット 38…ボールねじ
40…サーボモータ 42a、42b…案内レール
47…渦電流式センサ 48、50…磁力センサ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記流動体を貯留するための容器と、
前記流通路における前記容器への入口側を開閉する第1開閉手段と、
前記流通路における前記容器からの出口側を開閉する第2開閉手段と、
前記第2開閉手段が開放している際に前記容器から前記流動体を吐出させるためのピストンと、
前記ピストンを少なくとも前記流動体を吐出する方向に前進動作させるためのサーボモータと、
前記サーボモータの作用下に回転付勢されるボールねじと、
を有し、
前記ピストンは、前記サーボモータがボールねじを回転付勢した際、前記ボールねじに沿って変位するナットに押圧されることで前進動作して前記流動体を吐出させることを特徴とする流動体吐出装置。 A fluid discharge device that is interposed in a flow passage through which a fluid flows, and that discharges the fluid after temporarily storing the fluid,
A container for storing the fluid,
First opening and closing means for opening and closing the inlet side to the container in the flow path;
Second opening and closing means for opening and closing the outlet side from the container in the flow path;
A piston for discharging the fluid from the container when the second opening / closing means is open;
A servomotor for moving the piston forward in at least the direction of discharging the fluid;
A ball screw that is urged to rotate under the action of the servo motor;
Have
The piston discharges the fluid by moving forward by being pressed by a nut that is displaced along the ball screw when the servo motor urges the ball screw to rotate. apparatus.
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2006
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